Starker Luftdruck:
Ein implodierendes Fass und
die Magdeburger Halbkugeln
Ein implodierendes Fass (einen ähnlichen Versuch zuhause machen)
Für dieses Video, aufgenommen an der Universität von Minnesota, wurde ein Fass mit wenig Wasser gefüllt und erhitzt. Der entstehende Wasserdampf verdrängt die im Fass befindliche Luft. Ist dieser Fall eingereten wird es schnell verschlossen. Kühlt das Fass wieder ab, kondensiert der Wasserdampf, der Druck sinkt schlagartig und das Fass wird vom Luftdruck zerdrückt.
Kein Wunder: Die über uns befindlichen kilometerhohen Luftmassen drücken auf Meereshöhe mit etwa einem Kilogramm auf jeden Quadratzentimeter. Dieser Druck wirkt allseitig auf alle Körper. Den Menschen stört dies nicht weiter, denn - anders als beim Fass in dem Video - entspricht der Druck in unserem Körper genau dem Luftdruck und wirkt diesem entgegen.
Ändert sich der Druck um uns herum jedoch schnell, wird uns dies schmerzhaft bewusst: Unsere Ohren reagieren besonders empfindlich auf Druckunterschiede. Startet oder landet beispielsweise ein Flugzeug kann es bei den Passagieren zu Ohrenschmerzen kommen.
Die Magdeburger Halbkugeln
In diesem Video stellen Studenten der TU Ilmenau das berühmte Experiment zu den Magdeburger Halbkugeln nach. Mit diesem Versuch hatte Otto von Guericke Mitte des 17. Jahrhunderts erstmals Vakuum nachgewiesen und zugleich die ungeheure Kraft von Luftdruck demonstriert. Er legte zwei hohle Halbkugeln so aneinander, dass sie eine Kugel bildeten. Dann erzeugte er in ihrem Inneren ein Vakuum, indem er die Luft aus dem Hohlraum pumpte. Die Luftpumpe, die Guericke verwendete, hatte er kurz zuvor selbst entwickelt. 16 Pferde vermochten es nicht, die besagten Halbkugeln auseinander zu bringen.
Nicht das Vakuum hält die Halbkugeln dabei zusammen, sondern die sie umgebende Luft. Guericke wollte beweisen, dass ein leerer Raum und damit ein "Nichts" existieren kann - und es konnte. Das war damals eine sensationelle Entdeckung.
Schon Aristoteles wie auch viele große Philosophen und Naturwissenschaftler nach ihm befasste sich mit der Frage nach dem Nichts. Vorherrschend war die Meinung, dass es dies nicht geben könnte.
Wer ausrechnen möchte, mit welcher Kraft die Kugeln zusammengehalten werden, muss dazu die Kreisfläche berechnen. Der Durchmesser der Kugeln betrug im Originalexperiment 42 Zentimeter. Daraus ergibt sich eine Fläche von 1385 Quadratzentimeter. Die Kraft kann man aus der Formel für den Druck (Druck ist Kraft pro Fläche) berechnen. Dabei nimmt man als Innendruck Null an und als Außendruck 1000 Hektopascal. Dies entspricht dem mittleren Luftdruck auf Meereshöhe. Rechnet man also Druck mal Fläche erhält man als Ergebnis 13850 Newton. Dies entspricht näherungsweise der Gewichtskraft von 1385 Kilogramm. Das erscheint nun nicht unbezwingbar viel, und Guericke hat auch zugegeben, dass die Halbkugeln mitunter doch mit einem lauten Knall auseinander gebrochen sind.
